信息化技術在城市內澇防治中的應用研究

王勇飛

東莞市運河治理中心，廣東 東莞 523000

城市快速發展，但是部分排水系統并未做到完善處理，在暴雨的情況下，導致發生嚴重的城市內澇事件，嚴重威脅城市居民的人身和財產安全。文章采用相應的信息化技術希望解決上述問題，促進城市得到良好發展。

1 城市內澇產生的原因及信息化技術應用的優勢

1.1 城市內澇產生的原因

在全球氣候發生變化的情況下，我國大部分城市的暴雨天氣增加了很多，導致部分城市出現內澇的情況，造成嚴重的經濟損失。近年來，由于暴雨形成內澇在全國范圍內已高達65%以上。城市內澇災害的出現，帶來了較大的損失和傷害。

1.2 信息化技術在城市內澇防治中應用的優勢

近年來，信息化技術廣泛應用于各個領域，特別是在城市內澇防治方面，有了明顯的進步。在數據采集的過程中，相關人員有效利用互聯網和視頻監控技術，全面采集各種信息，如天氣情況、水土保持等多方面的信息。在采集過程中，主要使用的手段是遙感遙測、傳感器自動化采集等。在數據傳輸期間，光纖技術、5G技術等不斷成熟，使傳播方式變得更加多樣化[1]。

2 信息化技術在城市內澇事前、事中、事后階段的應用

2.1 事前的應用

（1）地理信息系統（GIS）技術、三維建模及基礎信息收集。GIS主要發揮的作用是獲取、分析及綜合地理空間數據，并與計算機系統相連，將空間邏輯思維逐漸拓展至形象思維。在城市內澇防治中信息化系統的構建中，GIS是系統建立的基本框架，是決策的輔助工具，也是展示重要信息的平臺。通過對GIS的有效利用，將城市內澇防治信息單獨或者疊加展現，有利于相關工作人員全面了解城市內澇的防治情況，然后針對實際情況展開合理分析，有效判斷應該采用何種策略。同時，結合地理信息進行迅速定位，促使各類業務流程得到更加便捷的處理。此外，在實際開展城市內澇防治工作時，城市排水管網相關信息數據如雨水及污水管線等，都與地理空間位置分布有著緊密聯系。GIS技術的應用可以直觀展示這部分資源信息數據空間，完善統計工作，優化網絡布局及資源合理化配置等，從而為城市內澇防治提供有利的地理空間可視化技術服務。另外，三維建模技術的逐步發展，同樣能夠為城市內澇防治提供直觀、便捷、有效的管理工具。城市區域建模是城市內澇模型分析的重要基礎部分，而地下管道建模是管道建設、管徑分析和內澇測算等方面的重要基礎部分。

（2）模型仿真研究。通過有效利用GIS和三維模型，并結合已有的城市內澇防治模型，能夠促使城市積水、退水及淹沒仿真分析得到實現[1]。根據城市實際降水量、排水能力及以往內澇數據統計分析，將預報降水量和城市內澇出現頻率高的地區實行模型相連，高效分析城市內澇所發生的區域和時間以及延續時間段等。同時，結合仿真分析結果，制訂具有可行性的城市內澇防治策略和緊急應對方案。

（3）貫穿多系統信息的綜合防災系統。需要注意是，雖然城市內澇防治中的排水系統處理存在局限性，但是城市內澇防治不僅與排水系統密切相關，也與供水系統、排污系統及市政建設等諸多方面相關[2]。例如，在展開城市內澇防治期間，需要實時關注降雨的詳細信息，全面了解降雨的基本情況以及未來降雨的主要趨勢。更重要的是，需全面了解城市內澇周邊環境的工程建設等有關方面情況，從而規劃出最優質的城市內澇防治方案。因此，在后期的城市內澇防治信息系統建設中，需要重視多系統之間的聯動，構建貫穿多系統的數據交換平臺。只有完善綜合城市內澇防治系統，才能夠有效降低由城市內澇造成的傷害和損失。

（4）信息化技術在城市內澇中的應急預案。為了高效應對和處理城市的內澇問題，保證城市內澇防治工作得到井然有序地展開，降低由城市內澇所帶來的各種傷害和損失，必須編制相應的應急預案。在對應急預案實行編制期間，信息化系統能夠發揮有效的作用。應急預案編制的前提是根據城市內澇出現和處理情況進行預判和分析，并利用GIS技術方面的不同信息化手段，強化城市中各項基礎信息的調研，根據以往降水量來對未來暴雨天氣出現的可能性展開相應的預測，明確造成城市內澇的根本原因，完善對城市內澇防治的各項預防措施。例如，城市內澇防治設備、受納水體及管網信息等的評估工作[3]。

2.2 事中的應用

（1）借助監控技術掌握城市內澇實時信息。在城市內澇實際發生時，首要工作是全面掌握災害信息。信息化技術能夠在其中起到重要的作用，具體內容如下。①水雨情信息和內河信息，采取傳統人工和信息化技術相結合的模式，能夠更加詳細地了解內河水位和降水量等信息。在此過程中，主要發揮作用的是水位計和流速儀等傳感器。②視頻監控信息，在城市合理地布置不同類型的監控設備，主要有公安、交通及城管等方面的布設，充分說明了系統數據和信息共享的重要性，從而在城市內澇發生時，可以快速獲取內澇的各種情況[4]。

（2）信息化技術提高城市內澇排水。在具體的城市內澇排水時，能夠促使信息化系統的作用得到有效發揮，主要為輸入降水量和工情信息，以歷史數據為參考，可以制訂相應的解決方案，在城市內澇條件符合各項要求時，觸發系統使泵閘聯動、自動調節有關閘門等參數，明顯提升城市內澇排水的效率。此外，指揮調度系統、視頻會議、會商系統等信息化方式，同樣可以為城市內澇防治的現場指揮調度提供重要的技術支持[5]。

（3）多系統的災情處置聯動。在城市內澇防治工作展開時，需要各項系統聯動，尤其是隨著各行各業信息化系統的構建，急需完整的設計方案，有效規避信息孤島的現象，實現信息共享。在數據共享作用得到充分發揮時，更深層次地發掘數據潛在的價值，并通過數據分析和數據挖掘的有效利用，實現城市內澇防治多系統的災情處理聯動，以便將城市內澇造成的傷害和損失降至最低。

2.3 事后的應用

（1）災害統計。信息化技術在城市內澇發生以后的統計中不僅具有快速性和準確性等優點，還具有以下特點。①可視化統計，在現階段的城市內澇統計中，量化程度偏高，數據比較全面。然而，社會在很多情況下，對這部分數據的重要性缺乏認知，而通過有效利用這些可視化方法（圖片、視頻等），能夠彌補這方面的局限性。②數據對照性，信息化數據在對照分析中具有顯著性的優勢，主要包含歷史數據對比分析（同區域不同時間點城市內澇情況對比分析）；周邊數據分析（同時間段不同區域城市內澇情況對比分析）；預測數據對比分析（實際城市內澇情況和預測城市內澇情況對比分析）。

（2）經驗數據修正。根據“預測數據對比分析”所發揮的作用，其中最為核心的作用是對經驗數據和模型數據進行修正。主要涵蓋的內容包括模型參數的取定、暴雨級別的修訂等，并依照修正情況和實際情況對應急預案展開修正。另外，通過利用不斷的修正方式，能夠促使整個信息化城市防治過程得以實現“建模→仿真→預案→實踐→修正→再建模”，并逐步地趨向于準確結果。

（3）重建建議。重建是城市內澇發生以后的重要內容，其首要因素是規劃。信息化技術能夠為規劃提供極其重要的參考信息，主要體現如下：①歷史資料信息，主要涵蓋城市內澇實時區域情況分析和歷史城市內澇情況分析，以便找出以往建設中的不足，為后期的重建提供有利的參考意見。②仿真模型，借助仿真模型對城市內澇區域實際情況進行模擬，為重建規劃提供參考。③對比分析建議，給出類似城市內澇區域的建設思路和災害情況，為重建規劃提供參考。另外，為了使城市內澇防治系統、河流生態保護、水土流失防治等規劃得到良好的銜接，城市內澇防治系統的設計需要實現多用途和多功能，如提高水質、增強地下水回灌、避免水土流失等，實時關注城市內澇防治設施的日常維護和管理。

3 結束語

綜上所述，通過對信息化技術的有效應用，可以對城市內澇防治的各個階段實行高效化控制。通過運用GIS技術、傳感技術和監控技術，能夠明顯提高城市內澇的防治效果。城市內澇防治是綜合性比較強的工作，不但要做好城市內澇防治系統中的各項工作，還需要做好跨系統之間的協作，從而保證城市內澇防治系統能更好地發揮作用。